google了一下,发现这几年来,碰到这个问题的人并不少,但却没有一个人愿意深入进去好好分析一下原因的,包括[url:3jrjx97k]http://opencv.willowgarage.com/wiki/FaceDetection[/url:3jrjx97k]给出的解决方案也是凑合,没能找出根本原因,说难听点,是扯蛋。对自己使用的工具如此的不熟悉,试问又怎么可能用的好,就更别说精益求精了。

我一再强调过基本功的重要、细心的重要、认真的重要、代码的重要。。。。。。为什么,因为我从来没有用过opencv,也从来不懂什么图像算法,也从来没看过opencv的代码,也从没用C++写过20行以上的程序。

好吧,我就来分析一下这个问题的形成和解决方案,我没有windows环境,所以下面均以linux环境进行描述。

我用的opencv版本是sf上下载的opencv-1.1pre1.tar.gz

解开之后,编译opencv代码库就不用说了,然后在sample/c/facedetect.c的基础上进行简化,生成以下测试文件:

  1. t;../../data/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml";
    static CvHaarClassifierCascade* cascade = 0;
    int main( int argc, char** argv )
    {
        cascade = (CvHaarClassifierCascade*)cvLoad( cascade_name, 0, 0, 0 );
        if( !cascade )
        {
            fprintf( stderr, "ERROR: Could not load classifier cascade\n" );
            fprintf( stderr,
            &quot;Usage: facedetect &#91;--cascade=\&quot;<cascade_path>\&quot;&#93;\n&quot;
            &quot;   &#91;--nested-cascade&#91;=\&quot;nested_cascade_path\&quot;&#93;&#93;\n&quot;
            &quot;   &#91;--scale&#91;=<image scale>\n&quot;
            &quot;   &#91;filename|camera_index&#93;\n&quot; );
            return -1;
        }
        return 0;
    }
  2. #include &quot;cxcore.h&quot;
    #include &quot;cvtypes.h&quot;
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    const char* cascade_name =
        &quo

编译

  1. gcc -L/work/books/opencv/dist/lib -lcv -lhighgui -lcxcore -o facedetect facedetect.o



执行

  1. LD_LIBRARY_PATH=/work/books/opencv/dist/lib ./facedetect


结果正常,没有报错。

然后,我看了一下cvLoad函数在哪个库里边,显然,是cxcore,而我的facedetect.c又只用到了opencv的这一个函数,因此,我精简编译命令,变成

  1. gcc -L/work/books/opencv/dist/lib -lcxcore -o facedetect facedetect.o


执行

  1. LD_LIBRARY_PATH=/work/books/opencv/dist/lib ./facedetect
    OpenCV ERROR: Unspecified error (The node does not represent a user object (unknown type?))
            in function cvRead, cxpersistence.cpp(5061)
    Terminating the application...
  2. 段错误



竟然,出现了传说中的错误。为了确认这一点,我再修改编译命令:

  1. gcc -L/work/books/opencv/dist/lib -lcv -o facedetect facedetect.o


执行

  1. LD_LIBRARY_PATH=/work/books/opencv/dist/lib ./facedetect

结果正常,没有报错。

这说明了什么?说明如果程序直接链接libcxcore库就会报错,而通过libcv或是libhighgui间接的链接libcxcore就没事。为什么会出现如此神奇的现象呢?
我们来看看编译生成的libcxcore.la和libcv.la两个文件:

  1. te this file!
    # It is necessary for linking the library.
    # The name that we can dlopen(3).
    dlname='libcxcore.so.2'
    # Names of this library.
    library_names='libcxcore.so.2.0.0 libcxcore.so.2 libcxcore.so'
    # The name of the static archive.
    old_library=''
    # Libraries that this one depends upon.
    dependency_libs=' -lpthread -ldl'
    # Version information for libcxcore.
    # Directory that this library needs to be installed in:
    libdir='/work/books/opencv/dist/lib'
    current=2
    age=0
    revision=0
  2. # libcxcore.la - a libtool library file
    # Generated by ltmain.sh - GNU libtool 1.5.26 Debian 1.5.26-1ubuntu1 (1.1220.2.493
    # Is this an already installed library?
    installed=yes
    # Should we warn about portability when linking against -modules?
    shouldnotlink=no
    # Files to dlopen/dlpreopen
    dlopen=''
    dlpreopen=''
    2008/02/01 16:58:18)
    #
    # Please DO NOT dele


  1. library_names='libcv.so.2.0.0 libcv.so.2 libcv.so'
    # The name of the static archive.
    old_library=''
    # Libraries that this one depends upon.
    dependency_libs=' /work/books/opencv/dist/lib/libcxcore.la -lpthread -ldl'
  2. # libcv.la - a libtool library file
    # Generated by ltmain.sh - GNU libtool 1.5.26 Debian 1.5.26-1ubuntu1 (1.1220.2.493 2008/02/01 16:58:18)
    #
    # Please DO NOT delete this file!
    # It is necessary for linking the library.
    # The name that we can dlopen(3).
    dlname='libcv.so.2'
    # Version information for libcv.
    current=2
    age=0
    revision=0
    # Is this an already installed library?
    installed=yes
    # Should we warn about portability when linking against -modules?
    shouldnotlink=no
    # Files to dlopen/dlpreopen
    dlopen=''
    dlpreopen=''
    # Directory that this library needs to be installed in:
    libdir='/work/books/opencv/dist/lib'


显而易见,libcv已经显式依赖于libcxcore了,所以直接链接libcv,就会导致间接的对libcxcore的链接。

继综合使用gdb、strace、ldd、readelf、objdump一系列工具对两种情况下生成的目标文件分别进行分析、比较之后,没有什么有价值的发现。
那么,究竟是什么原因导致了该现象呢?

到这里,似乎陷入了一种僵局。事实真的如此吗?不。我在之前的回帖中已经一再强调过了,哪里报错就到哪里去查,哪里跌倒就要在哪里爬起来,这是基本的常识。可惜不论是这个论坛里还是google所找到的所有链接里,却没有一个人愿意从错误的最初起源地去追溯,几乎所有人都是一味的问、猜、试,像[url:3jrjx97k]http://opencv.willowgarage.com/wiki/FaceDetection[/url:3jrjx97k]里这种试出来的所谓“解决方案”,没有任何的理论支撑,能站得住脚吗?这里很多同学都是搞算法,这个道理应该都明白。

言归正传,我们找到打印出

OpenCV ERROR: Unspecified error (The node does not represent a user object (unknown type?))
        in function cvRead, cxpersistence.cpp(5061)
Terminating the application...

这行错误信息的源代码,在

  1.  void* obj = 0;
        CV_FUNCNAME( &quot;cvRead&quot; );
        __BEGIN__;
        CV_CHECK_FILE_STORAGE( fs );
        if( !node )
            EXIT;
        if( !CV_NODE_IS_USER(node->tag) || !node->info )
            CV_ERROR( CV_StsError, &quot;The node does not represent a user object (unknown type?)&quot; );
        CV_CALL( obj = node->info->read( fs, node ));
        __END__;
        if( list )
            *list = cvAttrList(0,0);
        return obj;
    }
  2. /* reads matrix, image, sequence, graph etc. */
    CV_IMPL void*
    cvRead( CvFileStorage* fs, CvFileNode* node, CvAttrList* list )
    {


那么,出现这个错误的原因到底是什么,我们看看CV_NODE_IS_USER(node->tag)的定义:

  1. #define CV_NODE_IS_USER(flags)       (((flags) & CV_NODE_USER) != 0)


显然,是因为node->tag不满足这个判断条件。继续溯流而上,为什么不满足这个条件,再看代码,找到这个node->tag在哪里、满足什么条件,才会具备CV_NODE_USER这个条件。
很容易找到,只有icvXMLParseValue函数中的这一段,也就是说是在解析xml文件时根据文件内容赋值的:

  1.             if( type_name )
                {
                    if( strcmp( type_name, &quot;str&quot; ) == 0 )
                        elem_type = CV_NODE_STRING;
                    else if( strcmp( type_name, &quot;map&quot; ) == 0 )
                        elem_type = CV_NODE_MAP;
                    else if( strcmp( type_name, &quot;seq&quot; ) == 0 )
                        elem_type = CV_NODE_MAP;
                    else
                    {
                        CV_CALL( info = cvFindType( type_name ));
                        if( info )
                            elem_type = CV_NODE_USER;
                    }
                }


细心的人会注意到,这里只是把CV_NODE_USER赋值给了elem_type,那它又是怎么到node->tag里去的呢,这需要综合分析这段xml解析代码,我这里简单说一下。
elem_type会在下面几行的位置被当做参数来递归调用icvXMLParseValue自身:

  1. CV_CALL( ptr = icvXMLParseValue( fs, ptr, elem, elem_type));


在icvXMLParseValue函数的入口处有变量声明:

  1. int is_user_type = CV_NODE_IS_USER(value_type);



在icvXMLParseValue函数的最后有:

  1. node->tag |= is_user_type ? CV_NODE_USER : 0;



所以,必须cvFindType( type_name )返回非空值,也就是说能够找到这个type_name所对应的类型,才能够满足后面node->tag的要求。

接下来,没啥好说的,继续看cvFindType,因为从代码来看,只有cvFindType返回非空值,才能使得elem_type满足CV_NODE_USER这个条件。

  1. CvTypeInfo *CvType::first = 0, *CvType::last = 0;
    CV_IMPL CvTypeInfo*
    cvFindType( const char* type_name )
    {
        CvTypeInfo* info = 0;
        for( info = CvType::first; info != 0; info = info->next )
            if( strcmp( info->type_name, type_name ) == 0 )
                break;
        return info;
    }



很清楚,这里就是在list里找看有没有哪个类型的名字跟传进来的type_name相同而已。

回过头,我们需要知道现在正在查找的type_name是什么,这很简单,加个打印就知道原来是opencv-haar-classifier,再去看看xml文件就知道来自于xml文件的这一行:

  1. <haarcascade_frontalface_alt2 type_id=&quot;opencv-haar-classifier&quot;>



再下来就更清楚了,就是要弄明白,为什么这时候在list中找不到这个类型。看看CvType的构造函数就明白了:

  1. CvType::CvType( const char* type_name,
                    CvIsInstanceFunc is_instance, CvReleaseFunc release,
                    CvReadFunc read, CvWriteFunc write, CvCloneFunc clone )
    {
        CvTypeInfo _info;
        _info.flags = 0;
        _info.header_size = sizeof(_info);
        _info.type_name = type_name;
        _info.prev = _info.next = 0;
        _info.is_instance = is_instance;
        _info.release = release;
        _info.clone = clone;
        _info.read = read;
        _info.write = write;
        cvRegisterType( &_info );
        info = first;
    }


也就是说每构造一个CvType实例,就会调用cvRegisterType一次,看看cvRegisterType的代码就知道,该函数就是在把新的CvTypeInfo实例挂到list上去。

说到这里,比较熟悉C++的人应该已经能够有自己的想法了,我们无非就是要搞清楚两点:
1、为什么直接链接cxcore的时候,list中就没有opencv-haar-classifier
2、为什么通过链接cv来间接引用cxcore的时候,list中就会有opencv-haar-classifier

这时候,很自然就会联想到全局对象的实例化了。我们只需要搜索一下代码中所有会实例化CvType对象的地方,很容易就会看到cv/src/cvhaar.cpp的最后这一行:

  1. CvType haar_type( CV_TYPE_NAME_HAAR, icvIsHaarClassifier,
                      (CvReleaseFunc)cvReleaseHaarClassifierCascade,
                      icvReadHaarClassifier, icvWriteHaarClassifier,
                      icvCloneHaarClassifier );



而其中CV_TYPE_NAME_HAAR的定义就是

  1. #define CV_TYPE_NAME_HAAR    &quot;opencv-haar-classifier&quot;


这就是一切的罪魁祸首。

分析到这里,一切都是明白的了,再也毫无任何疑问和任何一个无法解释的角落了。
整理一下结论吧:

1、为什么会报这个错,就是因为cvLoad时,解析出xml文件中有个type_id定义为opencv-haar-classifier,但这个opencv-haar-classifier类型却找不到定义,因此报错。

2、为什么链接cv的时候不保错,因为cv库中有个全局对象haar_type,因为它是全局对象,所以会在cvLoad函数被调用之前就被实例化(对静态库来说,在程序启动之后进入main函数之前会实例化所有的全局对象,而对于动态库来说,由于cvLoad函数调用会引起libcxcore动态库的加载,而在该库加载之后,会立即完成所有全局对象的实例化,然后加载动态库的动作才完成,也才会进入cvLoad函数),而该对象的实例化会注册一个opencv-haar-classifier类型,因此就不会报错了。

3、那么,网上有些说法说换成highguid等调试版本的库,为什么可以,那是因为vc做了特殊处理,对debug版本的库,不论三七二十一,不管有没有调用都强行链接,便于调试。说到这里,声明一点,对gcc来说,如果主程序中没有调用某个库中的任何符号,那么就算指定了-l参数,最后该库也不会被链接,这样做的好处显而易见,是减小目标程序的尺寸。可能vc对release版本库的行为也是如此。
具体来说,就是使用vc时,即使你在options中写了cv、cxcore、highgui,但是,如果是使用release版本的库的话,而你的主程序又只调用了cxcore中的符号,那么,vc只会给你链接cxcore这一个库。但使用debug版本库的时候,可能就会强行全部链接、强行加载了,这也造成debug版本的程序会很大。

4、为什么网上还有一种说法是,在主程序中调用一个cvHaarDetectObjects函数,就可以解决问题。那是因为这个函数定义在cv库中,所以会引起cv库被加载,从而也会导致全局对象haar_type被抢先实例化。

5、网上其他什么调这个函数调那个函数之类的所谓“解决方案”,一概都跟4是一个道理。

好,原因分析完了,但问题如何解决呢?相信有的人应该已经有了自己的想法了,不外乎以下几种:

1、在自己的程序中强行链接cv库中声明了该全局对象的目标文件,但该文件又依赖于其他一些东西,所以最后会导致下面的情况:

  1. anders@anders-laptop:/work/books/opencv/opencv-1.1.0/samples/c$ gcc -L/work/books/opencv/dist/lib -lcxcore -o facedetect facedetect.o ../../cv/src/.libs/cvhaar.o ../../cv/src/.libs/cvcolor.o ../../cv/src/.libs/cvimgwarp.o  ../../cv/src/.libs/cvsumpixels.o ../../cv/src/.libs/cvcanny.o ../../cv/src/.libs/cvtables.o ../../cv/src/.libs/cvderiv.o ../../cv/src/.libs/cvfilter.o ../../cv/src/.libs/cvutils.o ../../cv/src/.libs/cvtemplmatch.o ../../cv/src/.libs/cvaccum.o
    anders@anders-laptop:/work/books/opencv/opencv-1.1.0/samples/c$ LD_LIBRARY_PATH=/work/books/opencv/dist/lib ./facedetect
    anders@anders-laptop:/work/books/opencv/opencv-1.1.0/samples/c$

复制代码

也就是说必须链接好几个cv库中的目标文件才行。

2、指定直接链接cv库:

  1. anders@anders-laptop:/work/books/opencv/opencv-1.1.0/samples/c$ gcc -L/work/books/opencv/dist/lib -lcv -o facedetect facedetect.o
    anders@anders-laptop:/work/books/opencv/opencv-1.1.0/samples/c$ LD_LIBRARY_PATH=/work/books/opencv/dist/lib ./facedetect
    anders@anders-laptop:/work/books/opencv/opencv-1.1.0/samples/c$

复制代码


3、自己去实现一套cvhaar.cpp中的东西。

最后,让我们再来回味一下这个错误信息吧:

  1. anders@anders-laptop:/work/books/opencv/opencv-1.1.0/samples/c$ gcc -L/work/books/opencv/dist/lib -lcxcore -o facedetect facedetect.o
    anders@anders-laptop:/work/books/opencv/opencv-1.1.0/samples/c$ LD_LIBRARY_PATH=/work/books/opencv/dist/lib ./facedetect
    OpenCV ERROR: Unspecified error (The node does not represent a user object (unknown type?))
            in function cvRead, cxpersistence.cpp(5061)
    Terminating the application...
  2. 段错误



能耐心从头看到尾的人,应该会有所收获吧,也不枉我写的这么详细了